Внутренний корпус промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, промежуточный корпус, содержащий такой внутренний корпус, и турбореактивный двигатель, содержащий такой промежуточный корпус

Изобретение относится к области турбореактивных двигателей для самолетов, а именно к внутреннему корпусу промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя, промежуточному корпусу для турбореактивного двигателя и турбореактивному двигателю. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность использования выпускного патрубка внутреннего корпуса турбореактивного двигателя, выполненного из композитного материала, в области с риском воспламенения. Внутренний корпус промежуточного корпуса содержит наружную обечайку (14), которая имеет вторичное отверстие (29), и регулируемый перепускной клапан, содержащий выпускной патрубок (30), изготовленный из композитного материала и расположенный в промежуточной области. Выпускной патрубок (30) прикреплен к наружной обечайке (14) на уровне вторичного отверстия (29), причем между выпускным патрубком (30) и наружной обечайкой (14) расположена по меньшей мере одна уплотнительная прокладка (33), препятствующая проникновению воздуха и пламени. Выпускной патрубок (30), изготовленный из композитного материала, включает в себя драпированную композитную стенку (30а, 30b), изготовленную из множества сложенных слоев, пропитанных смолой. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к области турбореактивных двигателей для самолетов, и, если более точно, к общей области двухкаскадных двухконтурных турбореактивных двигателей.

Изобретение также относится к внутреннему корпусу промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, в частности такого типа, который содержит по меньшей мере два механически независимых двойных каскада.

В двухкаскадном турбореактивном двигателе термин «промежуточный корпус» обычно используется для обозначения корпуса, в котором внутренний корпус располагается между корпусом компрессора низкого давления и корпусом компрессора высокого давления.

Если более точно, то данное изобретение относится к внутреннему корпусу промежуточного корпуса такого типа, который содержит регулируемые перепускные клапаны (РПК).

Регулируемые перепускные клапаны предназначены исключительно для того, чтобы регулировать поток, поступающий в компрессор высокого давления, в частности, для того, чтобы ограничивать риски помпажа в компрессоре низкого давления, обеспечивая отвод наружу некоторой части воздуха кольцевой проточной части внутреннего контура двигателя.

Кроме того, если какая-либо вода, в частности в виде дождя или града, или смешанные инородные вещества, которые могли бы оказать вредное воздействие на работу турбореактивного двигателя, случайно проникают в эту проточную часть, эти регулируемые перепускные клапаны могут возвращать эту воду или эти инородные вещества, то есть они будут центрифугироваться в упомянутой выше проточной части, чтобы выбрасываться наружу.

В случае использования двухконтурных турбореактивных двигателей эти регулируемые перепускные клапаны позволяют проходить воздуху, воде или инородным веществам из проточной части внутреннего контура двигателя в кольцевую проточную часть наружного контура. Для достижения этой цели, регулируемые перепускные клапаны содержат, в частности, выпускные патрубки, ведущие из проточной части внутреннего контура двигателя в проточную часть наружного контура, соответственно соединяя отверстия, связанные с проточной частью внутреннего контура двигателя и проточной частью наружного контура.

Таким образом, если более точно, изобретение относится к внутреннему корпусу промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, содержащему прокладку для обеспечения уплотнения, предотвращающего проникновение воздуха и пламени в выпускной патрубок с композитной стенкой, имеющей множество слоев, пропитанных смолой, к промежуточному корпусу, содержащему такой внутренний корпус, к и турбореактивному двигателю самолета, содержащему такой промежуточный корпус.

Уровень техники

Композитные материалы все более часто используются в области, относящейся к турбореактивным двигателям самолета. В частности, множество авиационных деталей сейчас изготавливаются, по меньшей мере частично, из композитных материалов с органической матрицей.

Таким образом, возможно прогнозировать создание выпускных патрубков, установленных на описанных выше регулируемых перепускных клапанах внутреннего корпуса промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, выполненных из композитных материалов, в частности из композитных материалов с органической матрицей (OMC).

Однако композитные материалы, особенно композитные материалы с органической матрицей, в частности, чувствительны к риску возникновения пожара, поскольку органическая смола, образующая матрицу, является легковоспламеняющейся. Однако эти композитные материалы часто используются в оборудовании турбореактивного двигателя, расположенном в областях, в которых существует риск воспламенения.

В частности, выпускные патрубки, установленные на регулируемых перепускных клапанах, обычно располагаются в области с повышенным риском пожара, а именно в промежуточной области турбореактивного двигателя, поэтому должны предотвращаться все поступления свежего воздуха к пламени, содержащемуся в этой области.

В качестве иллюстрации технического контекста изобретения, на фиг. 1 показан местный вид с разрезом внутреннего корпуса 10 промежуточного корпуса 11 для известного типа двухкаскадного двухконтурного турбореактивного двигателя 12 самолета.

Внутренний корпус 10 промежуточного корпуса 11 обычно содержит две соосные кольцевые обечайки: внутреннюю обечайку 13 и наружную обечайку 14, соединенные между собой с помощью двух поперечных пластин, а именно: верхней по потоку поперечной пластиной 15 и нижней по потоку поперечной пластиной 16.

Верхняя по потоку поперечная пластина 15 расположена ниже по потоку от компрессора 17 низкого давления турбореактивного двигателя 12, в то время как нижняя по потоку поперечная пластина 16 расположена выше по потоку от компрессора 18 высокого давления турбореактивного двигателя 12. Этот компрессор 18 высокого давления в общем содержит последовательность роторов и статоров с регулируемыми лопатками для управления проходящим через них воздушным потоком.

Кроме того, между внутренней обечайкой 13 и наружной обечайкой 14, а также между верхней по потоку поперечной пластиной 15 и нижней по потоку поперечной пластиной 16 существуют промежуточные пространства 19, распределенные вокруг оси внутреннего корпуса 10, совпадающей с осью Т вращения турбореактивного двигателя 12. Промежуточные пространства 19 находятся выше по потоку от промежуточной области ZC.

Кроме того, внутренняя обечайка 13 ограничивает кольцевую проточную часть 20 внутреннего контура турбореактивного двигателя 12. Внутренняя обечайка 13 также содержит отверстия 21 для прохождения воздуха, в дальнейшем называемые первичными отверстиями, каждое из которых закрывается с помощью поворачивающейся заслонки 22 соответствующего регулируемого перепускного клапана 23, которая будет регулировать поток от компрессора 18 высокого давления и, возможно, удалять воздух, воду или инородные вещества, как объяснялось выше.

Такой регулируемый перепускной клапан 23 обычно выполнен в виде затвора 24, который содержит поворачивающуюся заслонку 22 на своем радиально внутреннем конце, при этом заслонка устанавливается свободно, чтобы поворачиваться вокруг оси Y. Таким образом, когда первичные отверстия 21 находятся в закрытом положении, заслонка 22 продолжает внутреннюю обечайку 13 промежуточного корпуса 11 практически непрерывно, чтобы минимизировать риски аэродинамических возмущений потока внутренней проточной части двигателя через эту заслонку 22, а в открытом положении упомянутых первичных отверстий 21, заслонка 22 выступает радиально внутрь из внутренней обечайки 13, и таким образом образует воздухозаборник для отвода части потока проточной части 20 внутреннего контура двигателя. Затвор 24 содержит канал 25, через который проходит отводимый воздух, этот канал 25 заканчивается на нижнем по потоку конце выпускным отверстием 26, открываясь в соответствующее промежуточное пространство 19. В заявке FR 2 961 251 А1 на патент этого заявителя также раскрывается другой пример регулируемого перепускного клапана внутреннего корпуса промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета.

Кроме того, наружная обечайка 14 ограничивает кольцевую проточную часть 27 наружного контура для потока F2 наружного контура турбореактивного двигателя 12 и присоединена к стойкам 28, находящимся на относительно большом разнесении друг от друга и проходящим через эту проточную часть 27. Кроме того, наружная обечайка 14 содержит отверстия 29 для прохода воздуха, в дальнейшем называемые вторичными отверстиями, которые расположены ниже по потоку от нижней по потоку поперечной пластины 16. Другими словами, в этом примере, показанном на фиг. 1, воздух, вода и инородные вещества удаляются через наружную обечайку 14.

Однако, как вариант (не показан), например, когда наружная обечайка 14 поддерживает направляющие лопатки относительно близко друг к другу, они препятствуют вышеупомянутому удалению через наружную обечайку 14. В этом случае может быть желательно обеспечить это удаление дополнительно ниже по потоку через кольцевую стенку расширения внутреннего корпуса промежуточного корпуса, другими словами кольцевую стенку конструкционной части, которая иногда используется для поддержки элементов реверса, таких как панели обтекателя, на нижнем по потоку конце.

Когда регулируемые лопатки статора компрессора 18 высокого давления находятся в положении, которое уменьшает впускное отверстие для потока воздуха в этот компрессор, дополнительный воздух в проточной части наружного контура может удаляться через вторичные отверстия 29, таким образом позволяя избежать явление помпажа, которое может вызвать повреждение или даже полное разрушение компрессора 17 низкого давления.

Кроме того, как разъяснялось выше, каждый из выпускных патрубков 30 проходит между впускным отверстием 31, открывающимся в промежуточное пространство 19, и соответствующим вторичным отверстием 29. Выпускаемый поток FD, выходящий из внутренней проточной части двигателя, циркулирует внутри этих выпускных патрубков 30 в направлении потока F2 наружного контура. Впускное отверстие 31 выполнено таким образом, чтобы в общем оно было заподлицо с поверхностью нижней по потоку поперечной стенки 16, открываясь в промежуточное пространство 19. Вторичное отверстие 29 содержит управляющий затвор 32, прикрепленный к выпускному патрубку 30 на его выпускном отверстии, чтобы можно было управлять выпускаемым потоком FD, когда он высвобождается в поток F2 наружного контура.

В каждом промежуточном пространстве 19 выпускное отверстие 26 первичного патрубка 25 и впускное отверстие 31 выпускного патрубка 30 расположены обращенными друг к другу.

Каждый затвор 24 и соответствующее расположенное ниже по потоку промежуточное пространство 19, и выпускной патрубок 30 вместе образуют систему удаления воздуха, воды или инородных веществ, в общем определяемую как «регулируемый перепускной клапан» из проточной части 20 внутреннего контура двигателя в проточную часть 27 наружного контура. Поэтому внутренний корпус 10 содержит множество таких систем, распределенных вокруг оси Т.

Когда затвор 24 находится в открытом положении, воздушный поток, забираемый с помощью затвора, проходит через первичный патрубок 25, выходит в промежуточное пространство 19 через выпускное отверстие 26 и проникает в соответствующий выпускной патрубок 30 до тех пор, пока он не достигнет проточной части 27 наружного контура.

Как можно увидеть на фиг. 1, выпускные патрубки 30 прикреплены, в первую очередь, к наружной обечайке 14, в частности с помощью резьбового соединения, и, во вторую очередь, к нижней по потоку поперечной пластине 16. Они располагаются в промежуточной области ZC турбореактивного двигателя 12, в которой существует риск возникновения пожара, как упоминалось выше. Такая промежуточная область часто называется центральной областью.

Таким образом выясняется необходимость обеспечить решение, предотвращающее поступление какого-либо свежего воздуха к промежуточной области ZC турбореактивного двигателя 12 из внутреннего контура двигателя или из наружного контура.

Раскрытие сущности изобретения

Следовательно, существует необходимость предложить решение для улучшения надежности и эффективности использования выпускного патрубка на регулируемом перепускном клапане внутреннего корпуса промежуточного корпуса турбореактивного двигателя, выполненного из одного или нескольких композитных материалов, в области турбореактивного двигателя с риском воспламенения. В частности, существует необходимость проектировать одну или несколько границ раздела композитного регулируемого перепускного клапана с одной или несколькими частями окружения, например наружной обечайкой, которые являются огнеупорными, и в частности непроницаемыми для пламени в соответствии со стандартом ISO 2685. Также существует необходимость достичь высокой непроницаемости для воздуха поверхности контакта между выпускным патрубком и его окружением даже в том случае, когда пламени нет, таким образом, могут быть улучшены характеристики турбореактивного двигателя.

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы по меньшей мере частично преодолеть описанные выше потребности и недостатки вариантов осуществления предшествующего уровня техники.

Другая задача одного из аспектов изобретения состоит в создании внутреннего корпуса промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, содержащего:

- внутреннюю кольцевую обечайку, предназначенную для ограничения, в первую очередь, наружной стороны проточной части для газового потока внутреннего контура турбореактивного двигателя и, во вторую очередь, внутренней стороны верхней по потоку части по меньшей мере одной промежуточной области, причем внутренняя кольцевая обечайка имеет по меньшей мере одно первичное отверстие для прохождения воздуха,

- наружную кольцевую обечайку, предназначенную для ограничения, в первую очередь, внутренней стороны проточной части для газового потока наружного контура турбореактивного двигателя и, во вторую очередь, наружной стороны упомянутой по меньшей мере одной промежуточной области, причем наружная кольцевая обечайка имеет по меньшей мере одно вторичное отверстие для прохождения воздуха,

- по меньшей мере один регулируемый перепускной клапан, содержащий по меньшей мере один подвижный затвор, выполненный с возможностью отвода воздуха, циркулирующего в проточной части внутреннего контура двигателя, через упомянутое по меньшей мере одно первичное отверстие и направления отведенного воздуха в упомянутую по меньшей мере одну промежуточную область в направлении по меньшей мере одного соответствующего разгрузочного впускного отверстия по меньшей мере одного выпускного патрубка, выполненного из композитного материала и имеющего форму, обеспечивающую прохождение воздуха из упомянутого по меньшей мере одного разгрузочного впускного отверстия к упомянутому по меньшей мере одному вторичному отверстию для направления отведенного воздуха через упомянутый по меньшей мере один регулируемый перепускной клапан в проточную часть второго контура,

отличающегося тем, что упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок прикреплен к наружной кольцевой обечайке на уровне упомянутого по меньшей мере одного вторичного отверстия, причем между упомянутым по меньшей мере одним выпускным патрубком и наружной кольцевой обечайкой установлена по меньшей мере одна уплотнительная прокладка, препятствующая проникновению воздуха и пламени,

при этом упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок, выполненный из композитного материала, содержит драпированную композитную стенку, составленную из множества слоев, пропитанных смолой.

С помощью настоящего изобретения требуемое уплотнение от проникновения пламени и воздуха становится возможным на границе раздела между выпускным патрубком промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета и наружной обечайкой внутреннего корпуса благодаря хорошему поведению выпускного патрубка, изготовленного из композитного материала, под воздействием пламени и использованию огнеупорной прокладки. В частности, изобретение раскрывает решение с достаточной механической прочностью в случае риска возникновения пожара и удовлетворяет требованиям стандарта ISO 2685. Кроме того, благодаря принципу, осуществляемому в соответствии с изобретением, нет необходимости использования защиты металлического типа. Уплотнительные функции против воздуха и пламени достигаются за счет наличия прокладки и изготовления пакета пропитанных слоев наружного патрубка, изготовленного из композитного материала. Таким образом, изобретение может дать значительный выигрыш в отношении массы, позволяя уменьшать количество деталей, необходимых для выполнения функций герметичности и сопротивления воздействию пламени. Кроме того, изобретение дает возможность обеспечивать границу раздела между выпускным патрубком и наружной обечайкой, которые являются готовыми для установки.

Внутренний корпус промежуточного корпуса, в соответствии с изобретением, также может содержать одну или несколько следующих характеристик, рассматриваемых отдельно или в любой технически возможной комбинации.

В частности, внутренний корпус промежуточного корпуса может содержать нижнюю по потоку поперечную пластину, соединяющую наружную и внутреннюю кольцевые обечайки, ограничивая по меньшей мере одно промежуточное пространство на верхней по потоку стороне и по меньшей мере одну промежуточную область на нижней по потоку стороне, при этом нижняя по потоку поперечная пластина содержит упомянутое по меньшей мере одно разгрузочное впускное отверстие. Воздух, циркулирующий в проточной части внутреннего контура двигателя и отбираемый из упомянутого по меньшей мере одного первичного отверстия через упомянутый по меньшей мере один подвижный затвор, может направляться в упомянутое по меньшей мере одно промежуточное пространство в направлении упомянутого по меньшей мере одного разгрузочного впускного отверстия, при этом упомянутый по меньшей мере один регулируемый перепускной клапан содержит упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок, расположенный в упомянутой по меньшей мере одной промежуточной области и соединяющий упомянутое по меньшей мере одно разгрузочное впускное отверстие и упомянутое по меньшей мере одно вторичное отверстие, причем отобранный воздух может циркулировать в упомянутом по меньшей мере одном промежуточном пространстве и направляться в проточную часть второго контура.

Упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка, препятствующая проникновению воздуха и пламени, может быть изготовлена, в частности по меньшей мере частично, из силикона.

Упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка, препятствующая проникновению воздуха и пламени, может быть составлена из накладываемых друг да друга различных слоев ткани, в частности, изготовленных из стекла и/или керамики.

Наружная кольцевая обечайка может содержать или может не содержать кольцевой выступ. Аналогичным образом упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок может содержать или может не содержать кольцевой уступ.

Когда наружная кольцевая обечайка содержит кольцевой выступ, а упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок содержит кольцевой уступ, прикрепление упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка может быть выполнено через кольцевой выступ и кольцевой уступ, в частности, с помощью резьбового соединения кольцевого выступа и кольцевого уступа.

Кольцевой выступ может проходить полностью или частично вокруг упомянутой по меньшей мере одной уплотнительной прокладки, препятствующей проникновению воздуха и пламени. Аналогичным образом кольцевой уступ может проходить полностью или частично вокруг упомянутой по меньшей мере одной уплотнительной прокладки, препятствующей проникновению воздуха и пламени. Предпочтительно, сборочный узел, составленный из кольцевого выступа и кольцевого уступа, может проходить полностью вокруг упомянутой по меньшей мере одной уплотнительной прокладки, препятствующей проникновению воздуха и пламени, образуя разделение между упомянутой по меньшей мере одной прокладкой и упомянутой по меньшей мере одной промежуточной областью.

Как вариант, упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок может содержать частичный кольцевой уступ, проходящий вдоль по меньшей мере двух противоположных краев упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка, в частности на верхнем по потоку и нижнем по потоку краях, при этом прикрепление упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка к наружной кольцевой обечайке выполняется через частичный кольцевой уступ, в частности с помощью резьбового соединения через частичный кольцевой выступ, чтобы установить упомянутую композитную стенку, при этом упомянутая по меньшей мере одна прокладка расположена между упомянутой композитной стенкой и наружной кольцевой обечайкой. В этом случае нет необходимости в кольцевом выступе на наружной кольцевой обечайке.

Кроме того, регулируемый затвор может располагаться на упомянутом по меньшей мере одном вторичном отверстии. Упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка, препятствующая проникновению воздуха и пламени, может располагаться полностью вокруг управляемого затвора, при этом управляемый затвор прикрепляется к упомянутому по меньшей мере одному выпускному патрубку, в частности, с помощью резьбового соединения.

Кроме того, упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка, препятствующая проникновению воздуха и пламени, может располагаться между управляемым затвором и сборочным узлом, сформированным с помощью кольцевого выступа и кольцевого уступа.

Кроме того, толщина упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка и/или количество пропитанных слоев упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка может выбираться, в частности, в зависимости от композитного(ых) материала(ов) и/или структуры упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка. Эти толщина и/или количество пропитанных слоев, предпочтительно, являются достаточными для достижения функции предотвращения пожара. Таким образом, например, упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок может содержать композитную стенку с толщиной по меньшей мере 1,5 мм, в частности 2 мм.

Кроме того, композитная стенка упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка может содержать по меньшей мере 3 пропитанных слоя или, в частности, по меньшей мере 4 пропитанных слоя.

Предпочтительно, упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок может содержать драпированную композитную стенку с толщиной по меньшей мере 2 мм и по меньшей мере 4 пропитанными слоями.

Кроме того, упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок, изготовленный из композитного материала, может быть в частности изготовлен из смолы такого типа, как бисмалеимидная смола, которая относится к термоотверждающимся смолам, например, такая, которая предлагается компанией CYTEC CYCOM®5250-4, а также изготовлен в виде слоистой структуры из углеродной оплетки, в частности двухосевой и/или трехосевой.

Стратегия пакетирования пропитанных слоев, образующих композитную стенку упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка, эффективно и непосредственно влияет на целостность упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка, подвергаемого риску возникновения пожара.

Кроме того, задачей другого аспекта изобретения является создание промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, характеризующегося тем, что он содержит внутренний корпус, как определено выше.

Кроме того, другой задачей другого аспекта изобретения является создание турбореактивного двигателя самолета, характеризующегося тем, что он содержит промежуточный корпус, как определено выше.

Внутренний корпус промежуточного корпуса, промежуточный корпус и турбореактивный двигатель самолета, в соответствии с изобретением, могут включать в себя любую из характеристик, упоминавшихся в описании, рассмотренных отдельно или в любой технически возможной комбинации с другими характеристиками.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более понятным после прочтения последующего подробного описания приведенного в качестве примера неограничивающего варианта осуществления изобретения, а также после изучения графических и местных фигур в прилагаемых чертежах.

На фиг. 1 показан осевой разрез примера внутреннего корпуса промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета;

на фиг. 2 – схематичный местный осевой разрез, иллюстрирующий принцип прикрепления выпускного патрубка к наружной обечайке внутреннего корпуса промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета, в соответствии с изобретением, другими словами – изготовление области сопряжения между выпускным патрубком и наружной обечайкой внутреннего корпуса промежуточного корпуса;

на фиг. 3 и 4 – схематичные местные осевые разрезы, иллюстрирующие принцип изготовления соответственно верхней по потоку стенки и нижней по потоку стенки выпускного патрубка, проиллюстрированного на фиг. 2; и

на фиг. 5 – местный вид в перспективе, иллюстрирующий пример варианта осуществления выпускного патрубка внутреннего корпуса промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя самолета в соответствии с изобретением, показанным на фиг. 2, 3 и 4.

На всех этих фигурах идентичные цифровые позиции могут обозначать идентичные или аналогичные элементы.

Кроме того, различные детали, показанные на фигурах, необязательно выполнены в одинаковом масштабе, чтобы сделать фигуры более понятными.

Осуществление изобретения

Следует отметить, что на протяжении всего описания термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» следует рассматривать по отношению к главному направлению нормального газового потока (от местоположения выше по потоку к местоположению ниже по потоку) для турбореактивного двигателя 12. Кроме того, радиальная ось симметрии турбореактивного двигателя 12 называется осью Т турбореактивного двигателя 12. Осевое направление турбореактивного двигателя 12 соответствует оси вращения турбореактивного двигателя 12, т.е. направлению оси Т этого двигателя 12. Радиальное направление турбореактивного двигателя 12 является направлением, перпендикулярным оси Т турбореактивного двигателя 12. Кроме того, до тех пор пока не будет указано иное, такие прилагательные и наречия, как осевой, радиальный, по оси, радиально используются со ссылками на упомянутые выше осевое и радиальное направления. Кроме того, до тех пор, пока не будет указано иное, термины «внутренний» и «наружный» используются со ссылкой на радиальное направление, таким образом внутренняя часть элемента находится ближе к оси Т турбореактивного двигателя 12, чем наружная часть того же самого элемента.

Фиг. 1 уже была описана в части, описывающей предшествующий уровень техники и технический контекст изобретения.

На фиг. 2 схематично показан местный осевой разрез, иллюстрирующий принцип прикрепления выпускного патрубка 30 к наружной обечайке 14 внутреннего корпуса 10 промежуточного корпуса 11 турбореактивного двигателя 12 самолета, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления изобретения, другими словами, иллюстрируется изготовление области сопряжения между выпускным патрубком 30 и наружной обечайкой 14 внутреннего корпуса 10.

Кроме того, на фиг. 3 и 4 схематично показаны местные осевые разрезы, иллюстрирующие принцип изготовления верхней по потоку композитной стенки 30b и нижней по потоку композитной стенки 30а выпускного патрубка 30 соответственно.

Кроме того, на фиг. 5 показан местный вид в перспективе, иллюстрирующий вариант выполнения выпускного патрубка 30, показанного на фиг. 2, 3 и 4.

Внутренний корпус 10 промежуточного корпуса 11, в соответствии с изобретением, связанный с фиг. 2, 3 и 4, описанными далее, в частности, может быть такого же типа, как и описанный выше со ссылками на фиг. 1. Кроме того, для информации о частях, не показанных на фиг. 2, 3 и 4, следует обращаться к приведенному выше описанию фиг. 1.

Таким образом, как описывалось ранее, выпускной патрубок 30 расположен в промежуточной области ZC и соединяет разгрузочное впускное отверстие 31 и вторичное отверстие 29.

Выпускной патрубок 30 может в этом случае, через разгрузочное впускное отверстие 31, отводить воздух, циркулирующий в промежуточном пространстве 19 и направлять отведенный таким образом воздух в проточную часть 27 наружного контура.

В соответствии с изобретением, выпускной патрубок 30 прикреплен к наружной кольцевой обечайке 14 на уровне вторичного отверстия 29. Кроме того, уплотнительная прокладка 33, препятствующая проникновению воздуха и пламени, расположена между выпускным патрубком 30 и наружной кольцевой обечайкой 14.

Если более точно, как показано на фиг. 2, наружная обечайка 14 содержит кольцевой выступ 37, а выпускной патрубок 30 содержит кольцевой уступ 36. Прикрепление выпускного патрубка 30 к наружной обечайке 14 в этом случае выполняется с помощью резьбового соединения через кольцевой выступ 37 и кольцевой уступ 36.

Кроме того, предпочтительно, сборочный узел, составленный из кольцевого выступа 37 и кольцевого уступа 36, полностью проходит вокруг всей прокладки 33, образуя разделение между прокладкой 33 и промежуточной областью ZC.

Кроме того, имеется управляющий затвор 32, расположенный во вторичном отверстии 29. Прокладка 33 в этом случае расположена вокруг всего управляющего затвора 32, т.е. прикреплена к выпускному патрубку 30 с помощью резьбового соединения 35. Таким образом, прокладка 33 расположена между управляющим затвором 32 и сборочным узлом, сформированным с помощью кольцевого выступа 37 и кольцевого уступа 36.

Например, прокладка 33 может быть изготовлена по меньшей мере частично из силикона. В частности, она может включать в себя наложение различных слоев из ткани, в частности стекловолокна и/или керамики.

Кроме того, выпускной патрубок 30 изготовлен из композитного материала. Он содержит верхнюю по потоку композитную стенку 30b и нижнюю по потоку композитную стенку 30а. В соответствии с изобретением, верхняя по потоку композитная стенка 30b и нижняя по потоку композитная стенка 30а являются драпированными, другими словами эти стенки получены путем накладывания множества слоев, пропитанных смолой, эти слои включают в себя двухосевую и/или трехосевую углеродную оплетку, а смола является смолой такого типа, как бисмалеимидная смола.

Толщина выпускного патрубка 30 и количество пропитанных слоев в выпускном патрубке 30 может выбираться в зависимости от используемых композитных материалов и конструкции выпускного патрубка 30.

Как показано на фиг. 3, нижняя по потоку композитная стенка 30а выпускного патрубка 30 содержит три последовательных участка, в частности а1, а2 и а3.

Первый участок а1 содержит, например, две двухосевые углеродные оплетки Т2 большого диаметра с толщиной около 0,55 мм и, например, по меньшей мере шесть, или даже восемь, плоских углеродных трехосевых оплеток Т3 с толщиной около 0,25 мм. Следовательно, толщина Е1 первого участка а1 составляет по меньшей мере около 2,6 мм или даже по меньшей мере около 3,1 мм.

Кроме того, второй участок а2 содержит, например, две двухосевые углеродные оплетки Т2 большого диаметра с толщиной около 0,55 мм и, например, две двухосевые углеродные оплетки Т1 малого диаметра с толщиной около 0,55 мм. Следовательно, толщина Е2 второго участка а2 составляет около 2,7 мм.

Кроме того, третий участок а3 содержит, например, две двухосевые углеродные оплетки Т2 большого диаметра, две двухосевые углеродные оплетки Т1 малого диаметра с толщиной около 0,55 мм. Следовательно, толщина Е3 третьего участка а3 составляет около 2,2 мм.

Кроме того, как можно увидеть на фиг. 4, верхняя по потоку композитная стенка 30b выпускного патрубка 30 также содержит три последовательных участка, в частности b1, b2 и b3.

Первый участок b1 содержит, например, две двухосевые углеродные оплетки Т2 большого диаметра с толщиной около 0,55 мм и, например, по меньшей мере шесть, или даже восемь, плоских углеродных трехосевых оплеток Т3 с толщиной около 0,25 мм. Следовательно, толщина Е4 первого участка b1 составляет по меньшей мере около 2,6 мм или даже по меньшей мере около 3,1 мм, или даже по меньшей мере около 3,8 мм.

Кроме того, второй участок b2 содержит, например, две двухосевые углеродные оплетки Т2 большого диаметра с толщиной около 0,55 мм и, например, по меньшей мере две двухосевые углеродные оплетки Т1 малого диаметра с толщиной около 0,55 мм. Следовательно, толщина Е6 второго участка b2 составляет около 2,7 мм.

Кроме того, третий участок b3 содержит, например, две двухосевые углеродные оплетки Т2 большого диаметра, две двухосевые углеродные оплетки Т1 малого диаметра с толщиной около 0,55 мм. Следовательно, толщина Е7 третьего участка b3 составляет около 2,2 мм.

Наконец, толщина Е5 верхней по потоку композитной стенки 30b на изгибе может составлять, например, около 1,6 мм.

Кроме того, на фиг. 5 показан местный вид в перспективе, иллюстрирующий вариант выполнения выпускного патрубка 30 для внутреннего корпуса 10 промежуточного корпуса 11 в соответствии с изобретением, описанного выше со ссылками на фиг. 2, 3 и 4.

В этом примере наружная кольцевая обечайка 14 (не показан на фиг. 5) не имеет кольцевого выступа. Таким образом, выпускной патрубок 30 прикрепляется к наружной кольцевой обечайке 14 без какого-либо уступа на его поверхности.

Если более точно, то для достижения этой цели выпускной патрубок 30 содержит кольцевой уступ 36, который является только частичным. Этот кольцевой уступ проходит только на двух противоположных краях: верхнем по потоку крае 38b и нижнем по потоку крае 38а выпускного патрубка 30.

Прикрепление выпускного патрубка 30 к наружной кольцевой обечайке 14 может быть выполнено, например, с использованием частичного кольцевого уступа 36, чтобы произвести резьбовое соединение через частичный кольцевой уступ 36 и установить композитные стенки 30а, 30b. Прокладка 33, необходимая для предотвращения проникновения пламени вдоль сторон патрубка 30, размещается между композитными стенками 30а, 30b и наружной кольцевой обечайкой 14.

Очевидно, что изобретение не ограничивается этим только что описанным в качестве примера вариантом осуществления изобретения. Специалист в этой области может реализовать различные модификации этого варианта.

1. Внутренний корпус (10) промежуточного корпуса (11) для турбореактивного двигателя (12) самолета, содержащий:

- внутреннюю кольцевую обечайку (13), предназначенную для ограничения, в первую очередь, наружной стороны проточной части (20) для газового потока внутреннего контура турбореактивного двигателя (12) и, во вторую очередь, внутренней стороны верхней по потоку части по меньшей мере одной промежуточной области (ZC), при этом внутренняя кольцевая обечайка (13) имеет по меньшей мере одно первичное отверстие (21) для прохождения воздуха,

- наружную кольцевую обечайку (14), предназначенную для ограничения, в первую очередь, внутренней стороны проточной части (27) для газового потока (F2) наружного контура турбореактивного двигателя (12) и, во вторую очередь, наружной стороны упомянутой по меньшей мере одной промежуточной области (ZC), при этом наружная кольцевая обечайка (14) имеет по меньшей мере одно вторичное отверстие (29) для прохождения воздуха,

- по меньшей мере один регулируемый перепускной клапан (23), содержащий по меньшей мере один подвижный затвор (24), выполненный с возможностью отвода воздуха, циркулирующего в проточной части (20) внутреннего контура двигателя, через упомянутое по меньшей мере одно первичное отверстие (21) и направления этого отведенного воздуха в упомянутую по меньшей мере одну промежуточную область (ZC) в направлении по меньшей мере одного соответствующего разгрузочного впускного отверстия (31) по меньшей мере одного выпускного патрубка (30) внутреннего корпуса (10) промежуточного корпуса (11), выполненного из композитного материала и имеющего форму, обеспечивающую прохождение воздуха из упомянутого по меньшей мере одного разгрузочного впускного отверстия (31) к упомянутому по меньшей мере одному вторичному отверстию (29) для направления отведенного воздуха через упомянутый по меньшей мере один регулируемый перепускной клапан (23) в проточную часть (27) наружного контура,

отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок (30) прикреплен к наружной кольцевой обечайке (14) на уровне упомянутого по меньшей мере одного вторичного отверстия (29), причем между упомянутым по меньшей мере одним выпускным патрубком (30) и наружной кольцевой обечайкой (14) установлена по меньшей мере одна уплотнительная прокладка (33), препятствующая проникновению воздуха и пламени,

при этом упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок (30), выполненный из композитного материала, содержит драпированную композитную стенку (30а, 30b), составленную из множества слоев, пропитанных смолой.

2. Внутренний корпус по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит нижнюю по потоку поперечную пластину (16), соединяющую внутреннюю кольцевую обечайку (13) и наружную кольцевую обечайку (14), ограничивая по меньшей мере одно промежуточное пространство (19) на верхней по потоку стороне и по меньшей мере одну промежуточную область (ZC) на нижней по потоку стороне, причем нижняя по потоку поперечная пластина (16) содержит упомянутое по меньшей мере одно разгрузочное впускное отверстие (31), при этом воздух, циркулирующий в проточной части (20) внутреннего контура двигателя и отводимый из упомянутого по меньшей мере одного первичного отверстия (21) через упомянутый по меньшей мере один подвижный затвор (24), имеет возможность направляться в упомянутое по меньшей мере одно промежуточное пространство (19) в направлении упомянутого по меньшей мере одного разгрузочного впускного отверстия (31), причем упомянутый по меньшей мере один регулируемый перепускной клапан (23) содержит упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок (30), расположенный в упомянутой по меньшей мере одной промежуточной области (ZC) и соединяющий упомянутое по меньшей мере одно разгрузочное впускное отверстие (31) и упомянутое по меньшей мере одно вторичное отверстие (29), при этом отведенный воздух имеет возможность циркуляции в упомянутом по меньшей мере одном промежуточном пространстве (19) и направляться в проточную часть (27) второго контура.

3. Внутренний корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка (33), препятствующая проникновению воздуха и пламени, по меньшей мере частично изготовлена из силикона.

4. Внутренний корпус по любому из пп. 1–3, отличающийся тем, что наружная кольцевая обечайка (14) содержит кольцевой выступ (37), при этом упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок (30) содержит кольцевой уступ (36), причем прикрепление упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка (30) к наружной кольцевой обечайке (14) выполнено через кольцевой выступ (37) и кольцевой уступ (36), в частности с помощью резьбового соединения (34) кольцевого выступа (37) и кольцевого уступа (36).

5. Внутренний корпус по п. 4, отличающийся тем, что сборочный узел, составленный из кольцевого выступа (37) и кольцевого уступа (36), проходит вокруг всей упомянутой по меньшей мере одной уплотнительной прокладки (33), препятствующей проникновению воздуха и пламени, образуя разделение между упомянутой по меньшей мере одной прокладкой (33) и упомянутой по меньшей мере одной промежуточной областью (ZC).

6. Внутренний корпус по любому из пп. 1–3, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок (30) содержит частичный кольцевой уступ (36), проходящий вдоль по меньшей мере двух противоположных краев (38а, 38b) упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка (30), при этом прикрепление упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка (30) к наружной кольцевой обечайке (14) выполнено через частичный кольцевой уступ (36), в частности с помощью резьбового соединения через частичный кольцевой уступ (36), для установки композитных стенок (30а, 30b), при этом упомянутая по меньшей мере одна прокладка (33) помещена между упомянутой композитной стенкой (30а, 30b) и наружной кольцевой обечайкой (14).

7. Внутренний корпус по п. 6, отличающийся тем, что наружная кольцевая обечайка (14) не имеет кольцевого выступа.

8. Внутренний корпус по любому из пп. 1–3, 6, 7, отличающийся тем, что содержит управляющий затвор (32) на упомянутом по меньшей мере одном вторичном отверстии (29), при этом упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка (33), предотвращающая проникновение воздуха и пламени, расположена вокруг всего управляющего затвора (32), причем управляющий затвор прикреплен к по меньшей мере одному выпускному патрубку (30), в частности с помощью резьбового соединения (35).

9. Внутренний корпус по п. 4 или 5, отличающийся тем, что содержит управляющий затвор (32) на упомянутом по меньшей мере одном вторичном отверстии (29), при этом упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка (33), предотвращающая проникновение воздуха и пламени, расположена вокруг всего управляющего затвора (32), причем управляющий затвор прикреплен к по меньшей мере одному выпускному патрубку (30), в частности с помощью резьбового соединения (35).

10. Внутренний корпус по п. 9, отличающийся тем, что упомянутая по меньшей мере одна уплотнительная прокладка (33), препятствующая проникновению воздуха и пламени, расположена между управляющим затвором (32) и сборочным узлом, образованным кольцевым выступом (37) и кольцевым уступом (36).

11. Внутренний корпус по любому из пп. 1–10, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один выпускной патрубок (30) содержит композитную стенку (30а, 30b) с толщиной (Е1-Е7), равной по меньшей мере 1,5 мм, в частности 2 мм.

12. Внутренний корпус по любому из пп. 1–11, отличающийся тем, что композитная стенка (30а, 30b) упомянутого по меньшей мере одного выпускного патрубка (30) содержит по меньшей мере 3 пропитанных слоя, в частности по меньшей мере 4 слоя.

13. Промежуточный корпус (11) для турбореактивного двигателя (12) самолета, характеризующийся тем, что он содержит внутренний корпус (10) по любому из пп. 1–12.

14. Турбореактивный двигатель (12) самолета, характеризующийся тем, что он содержит промежуточный корпус (11) по п. 13.



 

Похожие патенты:

Способ работы трехконтурного турбореактивного двигателя с форсажной камерой заключается в том, что сжатый воздух из регулируемого вентилятора разделяют на поток первого контура и поток второго контура.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к элементам конструкции промежуточных корпусов газотурбинных двигателей. Указанный технический результат достигается тем, что промежуточный корпус турбомашины с разделителем потока, содержащий силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами и соединенные между собой кольцевым коническим разделителем потока турбомашины, согласно изобретению разделитель потока выполнен составным в виде подвижных и неподвижных секторов, причем неподвижные сектора выполнены за одно целое с силовыми стойками, между которыми расположены подвижные сектора, торцевые стенки которых соединены поворотными осями с близлежащими неподвижными секторами, а задние стенки подвижных секторов кинематически соединены с приводом, размещенным на промежуточном корпусе.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. Газотурбинный двигатель содержит газогенератор, выход которого соединен с силовой свободной турбиной.

Способ работы трехконтурного турбореактивного двигателя с форсажной камерой заключается в том, что сжатый воздух из адаптивного вентилятора разделяют на три потока.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к клапанным устройствам для газотурбинных двигателей. Клапанный узел вентилятора содержит корпус канала перепуска с установленным на нем с возможностью осевого перемещения кольцевым клапаном и механизм перемещения кольцевого клапана с приводом, размещенным над корпусом канала перепуска.

Изобретение относится к авиационным турбореактивным двигателям, включая двигатели для сверхзвуковых многорежимных самолетов. В турбореактивном двигателе с внешней стороны от канала наружного контура выполнен канал третьего контура, образованный на входе в двигатель промежуточными полками входного направляющего аппарата вентилятора и внешним корпусом двигателя и далее ниже по потоку - разделительными полками рабочих и спрямляющих лопаток вентилятора совместно с внешним корпусом двигателя.

Объектом изобретения является структура силовой установки многомоторного вертолета, содержащей газотурбинные двигатели (5, 6), отличающаяся тем, что включает в себя: по меньшей мере один гибридный газотурбинный двигатель (5), выполненный с возможностью работать по меньшей мере в одном дежурном режиме во время устоявшегося полета вертолета, при этом другие газотурбинные двигатели (6) работают самостоятельно во время этого устоявшегося полета; воздушную турбину (30), механически связанную с газогенератором (17) гибридного газотурбинного двигателя (5) и выполненную с возможностью приведения в действие этого газогенератора (17); средства отбора воздуха под давлением из газогенератора (27) маршевого газотурбинного двигателя (6) и трубопровод (31) доставки этого отбираемого воздуха в упомянутую воздушную турбину (30).

Система (1) питания воздухом под давлением, установленная в авиационном газотурбинном двигателе, выполненная с возможностью питания воздухом наддува части использования сжатого воздуха летательного аппарата при помощи воздуха наддува, отбираемого из части (12) отбора сжатого воздуха, отличающаяся тем, что содержит устье (30) отбора, выполненное на картере (12с) части (12) отбора сжатого воздуха, орган (32) отбора, соединенный с устьем (30) отбора, проходное устье (38) для прохождения органа (32) отбора, выполненное на картере (39) отсека (ZC) газотурбинного двигателя, при этом упомянутый картер (39) может незначительно перемещаться относительно картера (12с) части (12) отбора сжатого воздуха, при этом орган (32) отбора проходит через проходное устье (38) со свободой движения относительно последнего во время упомянутых незначительных перемещений, области (33) высокого давления, через которую проходит орган (32) отбора, которая находится между картером (12с) части (12) отбора сжатого воздуха и картером (39) отсека (ZC) и которая содержит воздух под давлением, превышающим давление отбираемого воздуха наддува, при этом система (1) питания воздухом под давлением дополнительно содержит средства (2) герметизации, находящиеся по существу между картером (12с) части (12) отбора сжатого воздуха и картером (39) отсека (ZC), образуя по существу герметичную перегородку между областью (33) высокого давления и свободным пространством (40), сообщающимся с отсеком (ZC) и оставленным вокруг органа (32) отбора, чтобы предотвращать попадание воздуха под давлением из области (33) высокого давления внутрь органа (32) отбора в случае его разрыва.

Изобретение относится к авиации. Газотурбинный двигатель в сборе содержит вентиляторное отделение, компрессорное отделение, камеру сгорания, пилон.

Изобретение относится к системам управления расходом воздуха, охлаждающего турбину преимущественно двухконтурного турбореактивного двигателя с воздухо-воздушным теплообменником в наружном контуре, и может быть успешно использовано в турбоэнергомашиностроении в газотурбинных приводах газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций и магистральных газопроводов.

Узел турбомашины содержит компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, промежуточный корпус, размещенный между ними, клапан перепуска воздуха и приводной силовой гидроцилиндр клапана перепуска воздуха.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, в частности к клапанным устройствам для газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления работой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащего компрессор, две горелки, камеру сгорания, расположенную ниже по потоку за указанными горелками, турбину, два температурных датчика ниже по потоку за указанной камерой сгорания.

Изобретение касается газовой турбины, а также способа ее эксплуатации. Газовая турбина имеет компрессор для подготовки воздуха, камеру сгорания с горелкой и турбину для сброса давления.

Исполнительное устройство содержит: неподвижную часть, образующую корпус, содержащий вход для прохождения текучей среды, главный выход и второй выход отбора и возвратные средства, действующие механическим усилием на подвижную часть; подвижную часть, содержащую затвор, содержащий шток, перемещающийся между положением открывания и положением закрывания; термостатическое устройство, содержащее переворотный конусный диск, при этом переворот диска при значении сверх известной критической температуры приводит к перемещению затвора в его положение закрывания; устройство управления, обеспечивающее создание силы удержания затвора, при этом устройством управления управляют таким образом, чтобы при значении ниже критической температуры открывание или закрывание затвора происходило в результате равновесия сил между удерживающей силой и механическим усилием.

Предложен способ отслеживания КПД прямого вытеснения высоконапорного насоса в гидравлической системе регулирования турбомашины. Способ включает в себя следующие этапы, на которых: запускают двигатели упомянутой турбомашины на низкой скорости N0 двигателя, при этом упомянутый клапан закрыт; используют компьютер для осуществления движения исполнительного механизма; постепенно увеличивают скорость N двигателя, пока упомянутая производительность Q не достигает заранее определенного значения Q0, которое достаточно для открывания клапана; запоминают в компьютере, во-первых, положение исполнительного механизма, а во-вторых, скорость N двигателя, соответствующую открыванию клапана; повторяют предыдущие этапы в последовательные моменты времени t1, t2, …, tn в течение срока службы упомянутых двигателей турбомашины; и заменяют упомянутый высоконапорный поршневой насос прямого вытеснения, когда упомянутая скорость N двигателя превышает заранее определенное значение Nпредел.

Изобретение относится к турбодетандерным генераторным установкам в качестве источника электроснабжения малых поселений. Генератор соединен валом с турбиной, снабжен сопловым аппаратом и нагревателем газа.

Изобретение относится к области турбореактивных двигателей для самолетов, а именно к внутреннему корпусу промежуточного корпуса для турбореактивного двигателя, промежуточному корпусу для турбореактивного двигателя и турбореактивному двигателю. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность использования выпускного патрубка внутреннего корпуса турбореактивного двигателя, выполненного из композитного материала, в области с риском воспламенения. Внутренний корпус промежуточного корпуса содержит наружную обечайку, которая имеет вторичное отверстие, и регулируемый перепускной клапан, содержащий выпускной патрубок, изготовленный из композитного материала и расположенный в промежуточной области. Выпускной патрубок прикреплен к наружной обечайке на уровне вторичного отверстия, причем между выпускным патрубком и наружной обечайкой расположена по меньшей мере одна уплотнительная прокладка, препятствующая проникновению воздуха и пламени. Выпускной патрубок, изготовленный из композитного материала, включает в себя драпированную композитную стенку, изготовленную из множества сложенных слоев, пропитанных смолой. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх